FR3075868B1 - DEGASSING TUBE FOR A REDUCING AIRCRAFT TURBOMACHINE - Google Patents
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Abstract
Tube de dégazage (20) pour une turbomachine d'aéronef à réducteur, le tube de dégazage ayant une forme allongée et étant destiné à s'étendre au moins en partie le long et à l'intérieur d'un arbre de turbine (4) de la turbomachine, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un tronçon amont (20a) comportant d'une part des moyens périphériques (28) de solidarisation en rotation avec un arbre d'entrée (8) d'un réducteur (7) et des premiers moyens périphériques d'étanchéité (26) configurés pour coopérer avec ledit arbre d'entrée.Degassing tube (20) for a geared-up aircraft turbomachine, the degassing tube having an elongate shape and being adapted to extend at least partly along and inside a turbine shaft (4) of the turbomachine, characterized in that it comprises at least one upstream section (20a) comprising on the one hand peripheral means (28) for securing in rotation with an input shaft (8) of a gearbox (7) and first peripheral sealing means (26) configured to cooperate with said input shaft.
Description
Tube de dégazage pour une turbomachine d’aéronef à réducteurDegassing tube for a reducer aircraft turbine engine
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention concerne notamment un tube de dégazage pour une turbomachine d’aéronef, en particulier à réducteur, par exemple épicycloïdal ou planétaire.The present invention relates in particular to a degassing tube for an aircraft turbomachine, in particular with a reduction gear, for example an epicyclic or planetary gearbox.
ETAT DE L’ARTSTATE OF THE ART
Une turbomachine, telle qu’un turboréacteur à double flux, comprend classiquement une entrée d’air comportant une soufflante dont le flux d’air en sortie se divise en un flux d’air qui pénètre dans le moteur et forme un flux chaud ou flux primaire, et en un flux d’air qui s’écoule autour du moteur et qui forme un flux froid ou flux secondaire.A turbomachine, such as a turbofan engine, conventionally comprises an air intake comprising a fan whose outlet air flow is divided into a flow of air which enters the engine and forms a hot flow or flow primary, and a flow of air flowing around the engine and forming a cold flow or secondary flow.
Le moteur comprend typiquement d’amont en aval, dans le sens d’écoulement des gaz, au moins un compresseur, une chambre de combustion, au moins une turbine, et une tuyère d’éjection dans laquelle les gaz de combustion sortant de la turbine et formant le flux primaire sont mélangés au flux secondaire.The engine typically comprises, from upstream to downstream, in the direction of flow of the gases, at least one compressor, a combustion chamber, at least one turbine, and an exhaust nozzle in which the combustion gases exit the turbine. and forming the primary stream are mixed with the secondary stream.
A son extrémité aval, la turbomachine comprend un cône d’éjection du flux primaire voire du mélange flux primaire-flux secondaire. Ce cône a une forme allongée dont l’extrémité amont de plus grand diamètre est fixée à un élément de la turbomachine, tel qu’un carter.At its downstream end, the turbomachine comprises an ejection cone of the primary flow or of the primary flow-secondary flow mixture. This cone has an elongate shape, the upstream end of larger diameter is attached to an element of the turbomachine, such as a housing.
Un déshuileur est utilisé dans les moteurs pour récupérer l’huile et donc limiter les pertes d’huile. Cette économie en huile permet d’avoir un réservoir d’huile embarqué le plus petit possible pour des gains de masse. Par contre, le déshuileur est solidaire en rotation d’un arbre de la turbomachine et est très dépendant de la vitesse de rotation de cet arbre et du rayon auquel est installé le déshuileur. Il existe deux types de déshuileur : le vortex libre et le vortex forcé. On parle de vortex libre quand il y a relativement peu d’obstacle dans le cheminement de l’air à travers le déshuileur, et de vortex forcé quand il y a plusieurs obstacles. Le vortex libre prend plus de place et ne nécessite qu’une cavité. Le vortex forcé prend moins de place mais nécessite des obstacles tels que des tuyaux radiaux, une grille, etc. Pour un moteur à réducteur avec une vitesse de soufflante faible, un déshuileur en vortex libre pourrait ne pas être suffisant.A de-oiler is used in the engines to recover the oil and thus limit oil losses. This saving in oil makes it possible to have a tank of oil embedded as small as possible for gains of mass. On the other hand, the de-oiler is integral in rotation with a shaft of the turbomachine and is very dependent on the speed of rotation of this shaft and the radius on which the de-oiler is installed. There are two types of de-oiler: the free vortex and the forced vortex. There is talk of free vortex when there is relatively little obstacle in the path of air through the de-oiler, and forced vortex when there are several obstacles. The free vortex takes up more space and requires only one cavity. The forced vortex takes up less space but requires obstacles such as radial pipes, a grid, etc. For a geared motor with a low blower speed, a free vortex de-oiler may not be sufficient.
De façon classique, un tube de dégazage traverse longitudinalement la turbomachine jusqu’au cône d’éjection. Ce tube a pour fonction de canaliser l’air déchargé d’huile par les déshuileurs de la turbomachine jusqu’au cône d’éjection situé à l’aval.In a conventional manner, a degassing tube passes longitudinally through the turbomachine to the ejection cone. This tube has the function of channeling the oil discharged air by de-oilers of the turbomachine to the ejection cone located downstream.
Les documents FR-A1-2 957 973, FR-A1-2 957 974 et FR-A1-2 993 311 décrivent des tubes de dégazage de turbomachine.Documents FR-A1-2 957 973, FR-A1-2 957 974 and FR-A1-2 993 311 describe turbomachine degassing tubes.
Un tube de dégazage a une forme allongée et est destiné à s’étendre au moins en partie le long et à l’intérieur d’un arbre de turbine de la turbomachine. Le tube de dégazage est destiné à recevoir de l’air déshuilé provenant des enceintes de lubrification de la turbomachine. Ainsi les enceintes de lubrification sont ventilées et reliées à l’atmosphère, ce qui permet l’extraction de l’air déshuilé.A degassing tube has an elongate shape and is adapted to extend at least partly along and within a turbine shaft of the turbomachine. The degassing tube is intended to receive deoiled air from the lubrication chambers of the turbomachine. Thus the lubrication chambers are ventilated and connected to the atmosphere, which allows the extraction of deoiled air.
Dans le cas d’un turboréacteur à réducteur, l’arbre de turbine entraîne l’arbre de soufflante par l’intermédiaire du réducteur qui est lubrifié et logé dans l’enceinte amont de lubrification. Selon le type de réducteur utilisé, planétaire ou épicycloïdal, l’arbre de soufflante va tourner dans le même sens ou dans le sens contraire à l’arbre de turbine, et l’arbre de soufflante va tourner à une vitesse moins importante que celle de l’arbre de turbine.In the case of a turbofan engine, the turbine shaft drives the fan shaft through the gearbox which is lubricated and housed in the upstream lubrication chamber. Depending on the type of gearbox used, planetary or epicyclic, the fan shaft will rotate in the same direction or in the opposite direction to the turbine shaft, and the fan shaft will rotate at a lower speed than that of the turbine shaft.
L’enceinte est délimitée par des parois fixes (carters) et mobiles (arbres de la turbomachine). A l’interface de parois mobiles l’une par rapport à l’autre, des moyens d’étanchéité sont prévus afin de maîtriser les fuites d’huile. Le document WO-A1-2015/075355 décrit par exemple des moyens périphériques d’étanchéité, du type à labyrinthe, prévus entre l’arbre de soufflante et l’arbre d’entrée du réducteur.The enclosure is delimited by fixed walls (housings) and movable (shafts of the turbomachine). At the interface of moving walls relative to each other, sealing means are provided to control oil leaks. The document WO-A1-2015 / 075355 describes, for example, labyrinth-type peripheral sealing means provided between the fan shaft and the input shaft of the gearbox.
Il existe cependant un besoin d’assurer une étanchéité entre le tube de dégazage et les éléments qui l’entourent, en particulier dans une turbomachine à réducteur, quel que soit le type de ce réducteur.However, there is a need to ensure a seal between the degassing tube and the surrounding elements, in particular in a geared turbine engine, regardless of the type of this reducer.
Il existe également un besoin d’assurer une filtration optimale de l’air chargé d’huile en sortie de l’enceinte de lubrification, afin de garantir qu’un maximum d’huile est séparé de l’air destiné à s’écouler dans le tube de dégazage. L’huile séparée est destinée à être collectée et réacheminée vers le circuit d’huile de lubrification.There is also a need to ensure optimum filtration of the oil-laden air leaving the lubrication chamber, to ensure that a maximum of oil is separated from the air intended to flow into the degassing tube. The separated oil is intended to be collected and rerouted to the lubricating oil circuit.
La présente invention apporte un perfectionnement à la technologie actuelle des tubes de dégazage, et permet de répondre à au moins un des besoins ci-dessus.The present invention provides an improvement to the current technology of degassing tubes, and allows to meet at least one of the above needs.
EXPOSE DE L’INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
L’invention propose un tube de dégazage pour une turbomachine d’aéronef à réducteur, le tube de dégazage ayant une forme allongée et étant destiné à s’étendre au moins en partie le long et à l’intérieur d’un arbre de turbine de la turbomachine, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un tronçon amont comportant d’une part des moyens périphériques de solidarisation en rotation avec un arbre d’entrée d’un réducteur et des premiers moyens périphériques d’étanchéité configurés pour coopérer avec ledit arbre d’entrée.The invention proposes a degassing tube for a geared-up aircraft turbine engine, the degassing tube having an elongated shape and being intended to extend at least partly along and inside a turbine shaft of the turbomachine, characterized in that it comprises at least one upstream section comprising on the one hand peripheral means for securing in rotation with an input shaft of a gearbox and first peripheral sealing means configured to cooperate with said input shaft.
Le tronçon amont du tube de dégazage est ainsi destiné à être solidarisé en rotation avec l’arbre d’entrée du réducteur, et à coopérer à étanchéité avec l’arbre de soufflante. L’invention propose ainsi d’assurer une étanchéité entre le tube de dégazage et l’arbre de soufflante, qui peut s’additionner à l’étanchéité précitée entre l’arbre de soufflante et l’arbre d’entrée du réducteur. Le tronçon amont du tube et l’arbre d’entrée du réducteur vont ainsi tourner à la même vitesse, qui est celle de l’arbre de turbine auquel est relié l’arbre d’entrée du réducteur. L’arbre de soufflante va tourner à une vitesse inférieure et dans un sens identique (co-rotatif) ou différent (contra-rotatif) de celui du tube de dégazage, les moyens d’étanchéité additionnels assurant une étanchéité entre ces deux éléments tournants quelle que soit leur configuration (co-rotatif ou contra-rotatif).The upstream section of the degassing tube is thus intended to be secured in rotation with the input shaft of the gearbox, and to cooperate sealingly with the fan shaft. The invention thus proposes to ensure a seal between the degassing tube and the fan shaft, which can be added to the aforementioned seal between the fan shaft and the input shaft of the gearbox. The upstream section of the tube and the input shaft of the gearbox will thus rotate at the same speed, which is that of the turbine shaft to which the input shaft of the gearbox is connected. The fan shaft will rotate at a lower speed and in an identical (co-rotating) or different (counter-rotating) direction from that of the degassing tube, the additional sealing means ensuring a seal between these two rotating elements. whatever their configuration (co-rotating or counter-rotating).
La présente invention propose également un tube de dégazage pour une turbomachine d’aéronef, le tube de dégazage ayant une forme allongée et étant destiné à s’étendre au moins en partie le long et à l’intérieur d’un arbre de turbine de la turbomachine, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un tronçon amont dans lequel est monté coaxialement une cartouche filtrante, ladite cartouche filtrante comportant une enveloppe annulaire percée et entourant un filtre configuré pour séparer l’huile d’un flux de gaz destiné à traverser axialement ledit tronçon.The present invention also provides a degassing tube for an aircraft turbomachine, the degassing tube having an elongate shape and being adapted to extend at least partly along and inside a turbine shaft of the turbomachine, characterized in that it comprises at least one upstream section in which is mounted coaxially a filter cartridge, said filter cartridge comprising a pierced annular envelope and surrounding a filter configured to separate the oil from a flow of gas intended to pass through axially said section.
Ce tube de dégazage est ainsi équipé d’une cartouche filtrante destinée à séparer l’huile de l’air du flux de gaz sortant par exemple d’une enceinte de lubrification d’un réducteur de la turbomachine. Le tube est en général solidaire en rotation d’un élément de rotor et l’huile du flux de gaz qui circule axialement à travers le tronçon va être centrifugée et récupérée dans le filtre, en vue de préférence de sa réinjection dans l’enceinte de lubrification.This degassing tube is thus equipped with a filter cartridge for separating the oil from the air flow of gas exiting for example a lubrication chamber of a gearbox of the turbomachine. The tube is generally integral in rotation with a rotor element and the oil of the gas flow which flows axially through the section will be centrifuged and recovered in the filter, with a view to its reinjection into the lubrication.
Le tube selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :The tube according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately from each other or in combination with each other:
- le tube comprend en outre des seconds moyens périphériques d’étanchéité configurés pour coopérer avec un arbre de soufflante destiné à être entraîné par ledit réducteur,the tube further comprises second peripheral sealing means configured to cooperate with a fan shaft intended to be driven by said gear,
- l’arbre de soufflante est mobile en rotation par rapport au tube de dégazage,the fan shaft is rotatable relative to the degassing tube,
- lesdits premiers et seconds moyens d’étanchéité sont choisis parmi des joints d’étanchéité toriques ou à labyrinthe,said first and second sealing means are chosen from O-ring or labyrinth seals,
- ledit tronçon amont comprend une extrémité aval configurée pour être engagée axialement dans une extrémité amont d’un tronçon intermédiaire,said upstream section comprises a downstream end configured to be axially engaged in an upstream end of an intermediate section,
- ladite extrémité aval comporte des moyens de verrouillage axial et/ou d’étanchéité configurés pour coopérer avec ledit tronçon intermédiaire,said downstream end comprises axial locking and / or sealing means configured to cooperate with said intermediate section,
- ledit tronçon amont comprend au moins deux, et de préférence au moins trois, portions de diamètres différents,said upstream section comprises at least two, and preferably at least three, portions of different diameters,
- ledit tronçon amont comprend une portion amont de plus grand diamètre, une portion intermédiaire de diamètre intermédiaire et une portion aval de plus petit diamètre, les portions amont et intermédiaire étant reliées entre elles par une première paroi tronconique et les portions intermédiaire et aval étant reliées entre elles par une seconde paroi tronconique,said upstream section comprises an upstream portion of larger diameter, an intermediate portion of intermediate diameter and a downstream portion of smaller diameter, the upstream and intermediate portions being interconnected by a first frustoconical wall and the intermediate and downstream portions being connected. between them by a second frustoconical wall,
- lesdits seconds moyens d’étanchéité sont situés sur la portion amont, et lesdits premiers moyens d’étanchéité et de solidarisation sont situés sur ladite portion intermédiaire,said second sealing means are situated on the upstream portion, and said first sealing and securing means are located on said intermediate portion,
- une cartouche filtrante est montée coaxialement à l’intérieur desdites portions amont et intermédiaire, et par exemple fixée par une extrémité amont à ladite portion amont,a filter cartridge is mounted coaxially inside said upstream and intermediate portions, and for example fixed by an upstream end to said upstream portion,
- ledit tronçon amont comprend à une extrémité amont des crochets de préhension du tube en vue de son montage/démontage par translation axiale,said upstream section comprises at an upstream end hooks for gripping the tube with a view to its assembly / disassembly by axial translation,
- le tronçon intermédiaire comporte, par exemple à une extrémité amont, des moyens de fixation audit arbre de turbine et des troisièmes moyens périphériques d’étanchéité configurés pour coopérer avec cet arbre de turbine,the intermediate section comprises, for example at an upstream end, fastening means to said turbine shaft and third peripheral sealing means configured to cooperate with this turbine shaft,
- lesdits troisièmes moyens d’étanchéité sont des moyens d’étanchéité par contact,said third sealing means are contact sealing means,
- le tube comprend au moins un tronçon aval comportant, par exemple à une extrémité aval, des moyens de fixation audit arbre de turbine et des quatrième moyens périphériques d’étanchéité configurés pour coopérer avec cet arbre de turbine ou un élément tubulaire destiné à s’étendre dans le prolongement axial de l’arbre de turbine,the tube comprises at least one downstream section comprising, for example at a downstream end, fastening means to said turbine shaft and fourth peripheral sealing means configured to cooperate with this turbine shaft or a tubular element intended to extend in the axial extension of the turbine shaft,
- ladite cartouche comprend une extrémité amont entourée par ladite portion amont et fixée à cette portion amont,said cartridge comprises an upstream end surrounded by said upstream portion and fixed to this upstream portion,
- ladite cartouche comprend à son extrémité amont une bride annulaire de fixation à ladite portion amont, cette bride comportant une rangée annulaire d’orifices de passage d’huile,said cartridge comprises at its upstream end an annular flange for attachment to said upstream portion, this flange comprising an annular row of oil passage orifices,
- ladite enveloppe a une forme générale cylindrique et est ouverte à son extrémité amont et fermée à son extrémité aval,said casing has a generally cylindrical shape and is open at its upstream end and closed at its downstream end,
- ladite enveloppe est séparée dudit tronçon par un espace annulaire,said envelope is separated from said section by an annular space,
- lesdits orifices débouchent dans ledit espace,said openings open into said space,
- ladite portion intermédiaire a une forme générale légèrement tronconique évasée vers l’amont de façon à ce que l’huile filtrée et récupérée par centrifugation sur ce tronçon puisse s’écouler jusqu’auxdits orifices de la cartouche.- Said intermediate portion has a slightly frustoconical general shape flared upstream so that the oil filtered and recovered by centrifugation on this section can flow to said holes of the cartridge.
L’invention concerne également une turbomachine d’aéronef, par exemple à réducteur, caractérisée en ce qu’elle comprend un tube tel que décrit ci-dessus. Dans le cas d’une turbomachine à réducteur, la turbomachine comporte au moins un arbre de turbine dont une extrémité amont est fixée à un arbre d’entrée d’un réducteur, et une soufflante dont un arbre est fixée à un arbre de sortie du réducteur, des cinquièmes moyens d’étanchéité étant montés entre l’arbre d’entrée du réducteur et l’arbre de soufflante ou l’arbre de sortie du réducteur.The invention also relates to an aircraft turbomachine, for example a reducer, characterized in that it comprises a tube as described above. In the case of a turbomachine with a reduction unit, the turbomachine comprises at least one turbine shaft whose upstream end is fixed to an input shaft of a gearbox, and a fan whose shaft is fixed to an output shaft of the gearbox, fifth sealing means being mounted between the input shaft of the gearbox and the fan shaft or the output shaft of the gearbox.
La turbomachine selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :The turbomachine according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately from each other or in combination with each other:
- ledit arbre de soufflante et ledit tube sont configurés pour tourner dans un même sens,said fan shaft and said tube are configured to rotate in the same direction,
- ledit arbre de soufflante et ledit tube sont configurés pour tourner dans des sens contraires,said fan shaft and said tube are configured to rotate in opposite directions,
- lesdits seconds moyens périphériques d’étanchéité sont situés entre une cavité annulaire de pressurisation et une cavité d’un système de déshuilage, et lesdits cinquièmes moyens périphériques d’étanchéité sont situés entre ladite cavité annulaire de pressurisation et une enceinte de lubrification,said second peripheral sealing means are located between an annular pressurization cavity and a cavity of a deoiling system, and said fifth peripheral sealing means are situated between said annular pressurization cavity and a lubrication chamber,
- ladite cavité de pressurisation est en communication fluidique par des orifices de calibration d’air traversants une couronne annulaire externe de support desdits premiers moyens périphériques d’étanchéité, avec une autre cavité annulaire s’étendant autour dudit tronçon amont,said pressurization cavity is in fluid communication through air calibration orifices passing through an outer annular ring of support of said first peripheral sealing means, with another annular cavity extending around said upstream section,
- ladite autre cavité de pressurisation est configurée pour être alimentée en air comprimé prélevé sur un compresseur de la turbomachine,said other pressurization cavity is configured to be supplied with compressed air taken from a compressor of the turbomachine,
- ladite cavité de deshuilage communique avec ladite enceinte de lubrification par une rangée annulaire de tubes de déshuilage qui traversent radialement ledit arbre de soufflante,said de-oiling cavity communicates with said lubrication chamber by an annular row of deoiling tubes which pass radially through said fan shaft,
- ladite enceinte de lubrification renferme ledit réducteur et des paliers,said lubrication chamber encloses said gear and bearings,
- ladite enceinte de lubrification est délimitée par des moyens d’étanchéité à labyrinthe qui sont configurés pour être traversés par des flux d’air de ventilation en fonctionnement.said lubrication chamber is delimited by labyrinth sealing means which are configured to be traversed by operating ventilation air flows.
DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION OF THE FIGURES
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :The invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings in which:
- la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine à réducteur d’aéronef,FIG. 1 is a diagrammatic view in axial section of a turbomachine with an aircraft reducer,
- la figure 2 est une vue schématique à plus grande échelle d’une partie de la figure 1,FIG. 2 is a diagrammatic view on a larger scale of part of FIG. 1,
- la figure 3 est une autre vue schématique partielle de la turbomachine de la figure 1, et montre un tube de dégazage selon l’invention,FIG. 3 is another partial schematic view of the turbomachine of FIG. 1, and shows a degassing tube according to the invention,
- la figure 4 est une demi-vue schématique en coupe axiale d’un tronçon amont du tube de dégazage de la figure 3,FIG. 4 is a schematic half-view in axial section of an upstream section of the degassing tube of FIG. 3,
- la figure 5 est une vue schématique en perspective du tronçon amont du tube de dégazage de la figure 3, et la figure 5a est une vue à plus grande échelle d’un détail de la figure 5,FIG. 5 is a schematic perspective view of the upstream section of the degassing tube of FIG. 3, and FIG. 5a is a view on a larger scale of a detail of FIG. 5,
- la figure 6 est une demi-vue schématique en coupe axiale d’un tronçon intermédiaire du tube de dégazage de la figure 3,FIG. 6 is a schematic half-view in axial section of an intermediate section of the degassing tube of FIG. 3;
- les figures 7a et 7b sont des vues schématiques en perspective des extrémités axiales des tronçons du tube de la figure 3,FIGS. 7a and 7b are diagrammatic perspective views of the axial ends of the sections of the tube of FIG. 3,
- la figure 8 est une demi-vue schématique en coupe axiale d’un tronçon aval du tube de dégazage de la figure 3, etFIG. 8 is a schematic half-view in axial section of a downstream section of the degassing tube of FIG. 3, and
- la figure 9 est une vue schématique en perspective d’une extrémité axiale d’un tronçon aval du tube de la figure 3.FIG. 9 is a schematic perspective view of an axial end of a downstream section of the tube of FIG. 3.
DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION
En se référant à la figure 1, on voit une turbomachine 1 à réducteur, qui comporte, de manière classique, une soufflante S, un compresseur basse pression 1a, un compresseur haute pression 1b, une chambre de combustion 1c, une turbine haute pression 1d et une turbine basse pression 1e. Les rotors du compresseur haute pression 1b et de la turbine haute pression 1d sont reliés par un arbre haute pression 5 et forment avec lui un corps haute pression (HP). Les rotors du compresseur basse pression 1a et de la turbine basse pression 1e sont reliés par un arbre basse pression 4 et forment avec lui un corps basse pression (BP). La soufflante est, quant à elle, portée par un arbre de soufflante 3 qui est relié par un réducteur 7 à l'arbre BP 4.Referring to FIG. 1, there is shown a turbomachine 1 with a gearbox, which comprises, in a conventional manner, a fan S, a low-pressure compressor 1a, a high-pressure compressor 1b, a combustion chamber 1c, a high-pressure turbine 1d and a low pressure turbine 1e. The rotors of the high pressure compressor 1b and the high pressure turbine 1d are connected by a high pressure shaft 5 and form with it a high pressure body (HP). The rotors of the low pressure compressor 1a and the low pressure turbine 1e are connected by a low pressure shaft 4 and form with it a low pressure body (BP). The fan is, in turn, carried by a fan shaft 3 which is connected by a gear 7 to the LP shaft 4.
Les arbres HP et BP s'étendent suivant un axe qui est l'axe de rotation de la turbomachine 1. Dans la suite de la description, les notions de longitudinal ou radial, et d'intérieur ou extérieur, sont relatives à cet axe.HP and BP trees extend along an axis which is the axis of rotation of the turbomachine 1. In the following description, the concepts of longitudinal or radial, and indoor or outdoor, are related to this axis.
La turbomachine 1 comprend des carters structuraux. Le corps HP est tenu par deux carters structuraux : le carter inter-compresseurs et le carter inter-turbines, et le corps BP est tenu par au moins deux carters structuraux : le carter intermédiaire 2 et le carter inter-turbine et/ou le carter d’échappement 6.The turbomachine 1 comprises structural housings. The HP body is held by two structural housings: the inter-compressor housing and the inter-turbine housing, and the LP body is held by at least two structural housings: the intermediate housing 2 and the inter-turbine housing and / or the housing exhaust 6.
Le carter intermédiaire 2 soutient des paliers de l’arbre de turbine BP 4 qui sont logés dans une enceinte avant ou amont notée E1. Le carter d’échappement 6 soutient des paliers de l’arbre de turbine BP 4 qui sont logés dans une enceinte arrière ou aval notée E2.The intermediate casing 2 supports bearings of the LP turbine shaft 4 which are housed in a front or upstream enclosure denoted E1. The exhaust casing 6 supports bearings of the LP turbine shaft 4 which are housed in a rear or downstream enclosure denoted E2.
Les enceintes sont en général en partie délimitées par des supports de paliers.The enclosures are generally partially delimited by bearing supports.
Le réducteur 7 est ici de type épicycloïdal. La figure 2 montre de manière très schématique l’encombrement du réducteur. Le réducteur 7 comprend un arbre d’entrée 8 s'étendant en amont de l'arbre BP 4 et qui est guidé par un palier 10 aval porteur de cet arbre BP. Le couple en sortie de ce réducteur 7 est transmis à l'arbre de soufflante 3, par une liaison classique, connue de l'homme du métier, comme par exemple une fixation de cet arbre de soufflante sur le porte-satellites formant un arbre de sortie 9 du réducteur, dans le cas d'un réducteur épicycloïdal. Dans le cas d’un réducteur planétaire, l’arbre de soufflante serait entraîné par la couronne. Le réducteur est placé à l'intérieur de l’enceinte avant E1 de lubrification.The reducer 7 is here epicyclic type. Figure 2 shows very schematically the size of the gearbox. The gearbox 7 comprises an input shaft 8 extending upstream of the LP shaft 4 and which is guided by a downstream bearing bearing 10 of this BP shaft. The output torque of this gear 7 is transmitted to the fan shaft 3, by a conventional connection, known to those skilled in the art, such as for example an attachment of this fan shaft to the carrier forming a planet shaft. output 9 of the gearbox, in the case of an epicyclic reduction gear. In the case of a planetary gearbox, the fan shaft would be driven by the crown. The reducer is placed inside the front chamber E1 lubrication.
L’enceinte E1 comprend des parois fixes et des parois mobiles. Les parois fixes de l'enceinte E1 comprennent une paroi interne de la veine du flux primaire, d'un support amont de palier 11 et d'un support aval de palierThe enclosure E1 comprises fixed walls and movable walls. The fixed walls of the enclosure E1 comprise an internal wall of the vein of the primary flow, an upstream bearing support 11 and a downstream bearing support.
12. Les supports 11 et 12 s'étendent vers l'intérieur de la turbomachine et portent respectivement les paliers 13, 14 et le palier 10. Ils assurent la structure entre les carters et les bagues externes fixes des paliers. Les parois mobiles de l'enceinte E1 comprennent les arbres d’entrée 8 et de sortie 9. Les paliers 10, 13, 14 sont logés dans l’enceinte E1. Des étanchéités 17a, 17b sont prévues entre les parois fixes et mobiles et sont par exemple des joints labyrinthe, joints à brosse, joint radiaux segmenté, etc.12. The supports 11 and 12 extend inwardly of the turbomachine and bear respectively the bearings 13, 14 and the bearing 10. They provide the structure between the casings and the fixed outer rings of the bearings. The movable walls of the enclosure E1 comprise the input and output shafts 9. The bearings 10, 13, 14 are housed in the enclosure E1. Seals 17a, 17b are provided between the fixed and movable walls and are, for example, labyrinth seals, brush seals, segmented radial seals, etc.
Les paliers 10, 13 et 14 ainsi que le réducteur 7 sont lubrifiés pour leur bon fonctionnement. L’huile est amenée par des moyens appropriés (flèches 16) tels que des gicleurs, des conduits d’amenée d’huile, etc. Les paliers 10, 14 sont situés aux extrémités axiales de l’enceinte E1. Le support de palier 13 comprend des trous de ventilation qui laissent passer de l’air de ventilation de l’enceinte. L’enceinte E1 est configurée pour que le mélange air-huile, qui forme un brouillard d’huile à l’intérieur de l’enceinte, soit contenu dans cette dernière. Entre les parois de rotor et de stator de l’enceinte, par exemple ici aux extrémités amont et aval de l’enceinte, des étanchéités 17a, 17b sont placées pour contenir l’huile, et un circuit d’air vient pressuriser ces étanchéités pour éviter les fuites d’huile (flèches 17). L’enceinte E1 se trouve alors pressurisée (de l’air y entre en continu, repoussant l’huile qui aurait pu sortir des étanchéités par capillarité) et les paliers fonctionnent dans un milieu d’huile et d’air mélangés. L’alimentation des paliers est assurée par un tube d’alimentation huile 16 et la récupération huile par un tube de récupération spécifique. Pour éviter une surpression de l’enceinte, et permettre un flux constant d’air entrant, l’intérieur de l’enceinte est mise à l’air à pression plus faible que la pression de l’air entrant dans les étanchéités. Cet air chargé de particules d’huile, qui est évacué au niveau de ce puits de pression, doit d’abord être traité pour récupérer la quasi-totalité de l’huile qu’il véhicule. Pour cela, l’air huilé sera amené à un déshuileur qui séparera l’air de l’huile qu’il véhicule et rejettera l’air déshuilé à l’extérieur du moteur. C’est le principe de déshuilage d’une enceinte.The bearings 10, 13 and 14 and the gear 7 are lubricated for their proper operation. The oil is supplied by appropriate means (arrows 16) such as nozzles, oil feed pipes, etc. The bearings 10, 14 are located at the axial ends of the enclosure E1. The bearing support 13 comprises ventilation holes that allow ventilation air to pass through the enclosure. The enclosure E1 is configured so that the air-oil mixture, which forms an oil mist inside the chamber, is contained in the latter. Between the rotor and stator walls of the enclosure, for example here at the upstream and downstream ends of the enclosure, seals 17a, 17b are placed to contain the oil, and an air circuit pressurizes these seals to avoid oil leaks (arrows 17). The enclosure E1 is then pressurized (air enters continuously, pushing the oil that could have come out of the seals by capillarity) and the bearings operate in a medium of oil and air mixed. The bearings are fed by an oil feed tube 16 and the oil recovery by a specific recovery tube. To avoid an overpressure of the enclosure, and allow a constant flow of incoming air, the interior of the enclosure is vented at a lower pressure than the pressure of the air entering the seals. This air loaded with oil particles, which is discharged at this pressure well, must first be treated to recover almost all the oil it conveys. For that, the oiled air will be brought to an oil separator which will separate the air of the oil that it conveys and will reject the deoiled air outside the engine. This is the de-oiling principle of an enclosure.
La mise à l’air de l’enceinte est effectuée par un tube de dégazage 20 qui traverse axialement l’arbre de turbine BP 4, depuis l’enceinte amont E1 jusqu’au cône d’éjection 6b de la turbomachine.The enclosure is vented by a degassing tube 20 which passes axially through the LP turbine shaft 4, from the upstream chamber E1 to the ejection cone 6b of the turbomachine.
Le déshuileur comprend en général une rangée annulaire de tubes de déshuilage 21 qui traversent radialement l’arbre de soufflante 3 et autorisent le passage d’air huilé radialement de l’extérieur vers l’intérieur, depuis l’enceinte E1 jusqu’à une cavité R aménagée en amont du tube de dégazage 20 (flèche 18). Sous effet vortex libre, la vitesse de rotation de l’air huilé augmente rapidement en se rapprochant de l’axe moteur et l’huile est centrifugée sur les parois internes de l’arbre de soufflante 3 pour retourner dans l’enceinte E1 (flèches 19).The de-oiler generally comprises an annular row of deoiling tubes 21 which pass radially through the fan shaft 3 and allow the passage of oiled air radially from the outside towards the inside, from the enclosure E 1 to a cavity R arranged upstream of the degassing tube 20 (arrow 18). Under free vortex effect, the speed of rotation of the oiled air increases rapidly while approaching the motor axis and the oil is centrifuged on the internal walls of the fan shaft 3 to return to the enclosure E1 (arrows 19).
Un des buts de l’invention est d’aménager un tube de dégazage dans un moteur en particulier de type à réducteur pour permettre le déshuilage de l’enceinte E1. Le tube doit ici être aménagé pour assurer sa fonction de déshuilage en étant suspendu à la fois par l’arbre de turbine BP et par l’arbre de soufflante, ces deux arbres étant co-rotatif ou contrarotatif.One of the aims of the invention is to arrange a degassing tube in a particular gear type motor to allow de-oiling of the enclosure E1. The tube must here be arranged to perform its de-oiling function by being suspended both by the LP turbine shaft and the fan shaft, these two shafts being co-rotating or counter-rotating.
Dans l’exemple représenté, le corps HP est contrarotatif avec le corps BP rapide. Mais le corps HP peut très bien être co-rotatif avec le corps BP rapide et cela ne change rien suivant le type de réducteur.In the example shown, the HP body is counter-rotating with the fast BP body. But the HP body can very well be co-rotated with the fast BP body and it does not change anything depending on the type of reducer.
La figure 3 illustre un mode de réalisation d’un tube de dégazage 20 selon l’invention.FIG. 3 illustrates an embodiment of a degassing tube 20 according to the invention.
Le tube de dégazage 20 est réalisé en plusieurs tronçons dans l’exemple représenté aux figures 3 et suivantes. Il comprend un tronçon amont 20a, un tronçon intermédiaire 20b et un tronçon aval 20c. Les tronçons sont coaxiaux et s’étendent les uns derrière les autres, leurs extrémités axiales en regard étant emboîtées l’une dans l’autre.The degassing tube 20 is made in several sections in the example shown in FIG. 3 and following. It comprises an upstream section 20a, an intermediate section 20b and a downstream section 20c. The sections are coaxial and extend one behind the other, their opposite axial ends being nested one inside the other.
Le tronçon amont 20a est mieux visible aux figures 4 et 5. Il est configuré pour être solidarisé à l’arbre de turbine BP et comprend des moyens d’étanchéité indépendants destinés à coopérer respectivement avec l’arbre de soufflante 3 et avec l’arbre d’entrée 8 du réducteur 7.The upstream section 20a is better visible in FIGS. 4 and 5. It is configured to be secured to the LP turbine shaft and comprises independent sealing means intended to cooperate respectively with the fan shaft 3 and with the shaft input 8 of the gearbox 7.
Le tronçon amont 20a fournit ainsi une double étanchéité rotor/rotor avec une première étanchéité avec l’arbre d’entrée 8 du réducteur et une deuxième étanchéité avec l’arbre de soufflante 3. La vitesse de rotation de l’arbre d’entrée 8 du réducteur est supérieure à la celle de l’arbre de soufflante 3. La différence de vitesses de rotation entre ces rotors dépend du rapport de réduction du réducteur 7 qu’il soit planétaire ou épicycloïdal. Le nombre d’appuis du tube 20 vis-à-vis des éléments qui l’entourent et les matériaux sont choisis pour éviter les vibrations des éléments constitutifs du tube dans la plage de fonctionnement du moteur.The upstream section 20a thus provides a double rotor / rotor seal with a first seal with the input shaft 8 of the gearbox and a second seal with the fan shaft 3. The rotational speed of the input shaft 8 the gearbox is greater than that of the fan shaft 3. The difference in rotational speeds between these rotors depends on the reduction ratio of the gear 7 that is planetary or epicyclic. The number of supports of the tube 20 with respect to surrounding elements and the materials are chosen to avoid vibrations of the constituent elements of the tube in the operating range of the engine.
Dans l’exemple représenté, le tronçon amont 20a comprend trois portions axiales, respectivement amont 20aa, intermédiaire 20ab et aval 20ac, de différents diamètres. La portion amont 20aa a le plus grand diamètre et a une forme générale cylindrique. Elle porte à sa périphérique externe des moyens d’étanchéité 22, ici du type à labyrinthe (tels que des léchettes annulaires radialement externes), destinés à coopérer avec des moyens complémentaires de l’arbre de soufflante 3. Cette portion amont 20aa comprend à son extrémité amont libre une rangée annulaire de crochets 24 destinés à former un moyen d’extraction lors du montage et du démontage du tronçon 20a de la turbomachine, par translation axiale depuis l’amont. L’extrémité aval de la portion amont 20aa est reliée par une paroi tronconique 25 évasée vers l’amont à la portion intermédiaire 20ab, qui a un diamètre médian. Cette portion intermédiaire 20ab est avantageusement de forme légèrement tronconique évasée vers l’amont pour guider vers l’amont l’huile qui se dépose par centrifugation sur la surface radialement interne de cette portion. La portion intermédiaire 20ab porte à sa périphérique externe des moyens d’étanchéité 26 ainsi que des moyens 28 de solidarisation en rotation destinés à coopérer tous les deux avec l’arbre d’entrée 8 du réducteur 7. Ces moyens 26, 28 sont portés par une couronne annulaire externe 29 formée d’une seule pièce avec le tronçon 20a. La couronne 29 comprend une gorge annulaire débouchant radialement vers l’extérieur et recevant un joint torique formant les moyens d’étanchéité 26. La couronne comprend en outre une rangée annulaire de dents de crabot sensiblement radiale engagées axialement dans une rangée annulaire de dents complémentaires de l’arbre d’entrée 8, pour former les moyens de solidarisation 28. La couronne 29 comprend une rangée annulaire d’orifices axiaux 32 traversant de calibration d’air pour autoriser le passage d’air autour du tronçon 20a, entre ce dernier et les arbres d’entrée 8 et de soufflante 3 (flèche 33). Cet air s’additionne à l’air des flèches 17 afin de pressuriser les étanchéités et éviter les fuites d’huile. La couronne 29 est ici sensiblement située dans un plan radial passant sensiblement par les moyens d’étanchéité 31, ici à labyrinthe, entre l’arbre d’entrée 8 et l’arbre de soufflante 3.In the example shown, the upstream section 20a comprises three axial portions, respectively upstream 20aa, intermediate 20ab and downstream 20ac, of different diameters. The upstream portion 20aa has the largest diameter and has a generally cylindrical shape. It carries at its outer peripheral sealing means 22, here of the labyrinth type (such as radially external annular wipers), intended to cooperate with means complementary to the fan shaft 3. This upstream portion 20aa comprises at its free end end an annular row of hooks 24 for forming an extraction means during assembly and disassembly of the section 20a of the turbomachine, by axial translation from upstream. The downstream end of the upstream portion 20aa is connected by a frustoconical wall 25 flared upstream to the intermediate portion 20ab, which has a median diameter. This intermediate portion 20ab is advantageously slightly frustoconical flared upstream to guide upstream oil which is deposited by centrifugation on the radially inner surface of this portion. The intermediate portion 20ab carries at its outer peripheral sealing means 26 and means 28 for securing in rotation to cooperate both with the input shaft 8 of the gearbox 7. These means 26, 28 are carried by an outer annular ring 29 formed in one piece with the section 20a. The ring 29 comprises an annular groove opening radially outwards and receiving an O-ring forming the sealing means 26. The ring further comprises an annular row of substantially radial claw teeth axially engaged in an annular row of complementary teeth of the input shaft 8, to form the securing means 28. The ring 29 comprises an annular row of axial orifices 32 passing through the air calibration to allow the passage of air around the section 20a, between the latter and input shafts 8 and blower 3 (arrow 33). This air is added to the air of the arrows 17 in order to pressurize the seals and prevent oil leaks. The ring 29 is here substantially located in a radial plane passing substantially through the sealing means 31, here labyrinth, between the input shaft 8 and the fan shaft 3.
L’extrémité aval de cette portion intermédiaire 20ab est reliée par une paroi tronconique évasée vers l’amont à la portion aval 20ac, qui a le plus petit diamètre. L’extrémité aval de cette portion aval 20ac est engagée axialement dans l’extrémité amont du tronçon intermédiaire 20b et comprend à sa périphérie des moyens 27 de verrouillage axial des tronçons 20a, 20b qui comprennent un jonc logé dans des gorges en regard des extrémités emboîtées des tronçons.The downstream end of this intermediate portion 20ab is connected by a frustoconical wall flared upstream to the downstream portion 20ac, which has the smallest diameter. The downstream end of this downstream portion 20ac is engaged axially in the upstream end of the intermediate section 20b and comprises at its periphery means 27 for axially locking the sections 20a, 20b which comprise a rod housed in grooves opposite the nested ends sections.
Les formes tronconiques s’ouvrant vers l’amont, en particulier de la portion 20aa, servent à ramener l’huile vers l’amont du tube 20 pour la réinjecter dans l’enceinte ou dans le circuit d’huile principal. Le décalage radial entre les portions 20aa et 20ab permet d’intégrer les moyens d’étanchéité 31 et les orifices 32. Le décalage radial entre les portions 20ab et 20ac permet d’éviter que de l’huile ayant perlée sur la portion 20ab ne soit entraînée vers l’aval du moteur par la circulation d’air.The frustoconical shapes opening upstream, in particular of the portion 20aa, serve to bring the oil upstream of the tube 20 to reinject it into the enclosure or into the main oil circuit. The radial offset between the portions 20aa and 20ab makes it possible to integrate the sealing means 31 and the orifices 32. The radial offset between the portions 20ab and 20ac makes it possible to prevent the oil having beaded on the portion 20ab from being driven downstream of the engine by the air flow.
Une cartouche filtrante 30 est montée coaxialement à l’intérieur du tronçon amont 20a, et plus exactement à l’intérieur des portions amont 20aa et intermédiaire 20ab dans l’exemple représenté (figures 4 et 5). Cette cartouche 20 est en général nécessaire en cas de vitesse de rotation d’arbre BP faible et/ou de rayon de dégazage vortex libre faible.A filter cartridge 30 is mounted coaxially inside the upstream section 20a, and more exactly inside the upstream portions 20aa and 20ab intermediate in the example shown (Figures 4 and 5). This cartridge 20 is generally necessary in case of low LP shaft rotation speed and / or low free vortex degassing radius.
Un certain diamètre de cartouche filtrante 30 est nécessaire pour avoir une vitesse périphérique élevée et favoriser la séparation air-huile. On limite le diamètre du tube 20 pour limiter le diamètre de l’arbre BP. La portion 20ab peut être droite ou légèrement évasée pour la encore favoriser le retour de l’huile.A certain filter cartridge diameter is required to have a high peripheral velocity and promote air-oil separation. The diameter of the tube 20 is limited to limit the diameter of the LP shaft. The portion 20ab may be straight or slightly flared to further promote the return of the oil.
La cartouche 30 comprend une enveloppe extérieure 30a, ici sensiblement cylindrique, qui est percée d’orifices sensiblement radiaux non visibles et qui entoure un filtre 30b sensiblement cylindrique. L’enveloppe 30 comprend une paroi cylindrique intermédiaire dont l’extrémité amont est reliée à une bride radiale 34 de fixation à la portion amont 20aa du tronçon amont 20a. Cette fixation peut être un simple appui radial de la bride, ou un frettage, à l’intérieur de la portion amont 20aa. La bride 34 comprend à sa périphérie externe, c'est-à-dire au voisinage de la portion 20aa, une rangée annulaire d’orifices axiaux traversants 36 de passage d’huile (figure 5a). L’extrémité amont de l’enveloppe 30a et de la cartouche 30 est ainsi ouverte pour recevoir l’air déshuilé provenant de l’enceinte E1. L’extrémité aval de l’enveloppe 30 est fermée, par exemple un dôme bombé 30c vers l’aval. Cette fermeture permet de forcer tout l’air huilé à passer dans la cartouche et favorise la séparation air huile.The cartridge 30 comprises an outer envelope 30a, here substantially cylindrical, which is pierced with substantially radial non-visible orifices and which surrounds a substantially cylindrical filter 30b. The envelope 30 comprises an intermediate cylindrical wall whose upstream end is connected to a radial flange 34 for attachment to the upstream portion 20aa of the upstream section 20a. This attachment may be a simple radial support of the flange, or a hooping, inside the upstream portion 20aa. The flange 34 comprises at its outer periphery, that is to say in the vicinity of the portion 20aa, an annular row of axial through-holes 36 of oil passage (Figure 5a). The upstream end of the envelope 30a and the cartridge 30 is thus open to receive de-oiled air from the enclosure E1. The downstream end of the envelope 30 is closed, for example a domed dome 30c downstream. This closure makes it possible to force all the oiled air to pass into the cartridge and promotes the separation air oil.
L’enveloppe 30 est entourée par la portion intermédiaire 20ab et séparée par un faible jeu radial de cette portion de façon à former un espace annulaire 38 entre la cartouche et le tronçon 20a. Cet espace 38 s’étend sur toute la dimension longitudinale de la cartouche 30 et débouche, à l’aval de la cartouche, à l’intérieur du tronçon 20a et est en communication fluidique, à l’amont de la cartouche, avec la cavité R par l’intermédiaire des orifices 36.The envelope 30 is surrounded by the intermediate portion 20ab and separated by a small radial clearance of this portion so as to form an annular space 38 between the cartridge and the section 20a. This space 38 extends over the entire longitudinal dimension of the cartridge 30 and opens, downstream of the cartridge, inside the section 20a and is in fluid communication, upstream of the cartridge, with the cavity R via the orifices 36.
Le tronçon intermédiaire 20b est configuré pour être solidarisé à l’arbre de turbine BP 4 et comprend également des moyens d’étanchéité 40 destinés à coopérer avec l’arbre de turbine BP (figures 4, 6 et 7a). Le tronçon 20b comprend à son extrémité amont une gorge annulaire débouchant radialement vers l’extérieur et dans laquelle est logé un joint torique formant les moyens d’étanchéité 40. L’extrémité amont du tronçon 20a comprend en outre des moyens 42 de solidarisation en rotation ainsi qu’en translation destinés à coopérer avec l’arbre de turbine BP 4. Ces moyens 42 comprennent ici un rebord annulaire radialement externe dont la périphérie externe est crénelé et définit des dents de crabot engagées axialement dans une denture de forme complémentaire d’une extrémité amont de l’arbre de turbine BP. Un écrou 44 et un anneau de verrouillage 46 peuvent être montés sur cette extrémité de l’arbre de turbine BP pour compléter l’ensemble et éviter un démontage involontaire des tronçons 20a, 20b.The intermediate section 20b is configured to be secured to the LP turbine shaft 4 and also comprises sealing means 40 intended to cooperate with the LP turbine shaft (Figures 4, 6 and 7a). The section 20b comprises at its upstream end an annular groove opening radially outwards and in which is housed an O-ring forming the sealing means 40. The upstream end of the section 20a further comprises means 42 for securing in rotation as well as in translation intended to cooperate with the LP turbine shaft 4. These means 42 here comprise a radially outer annular flange whose outer periphery is crenellated and defines clutch teeth axially engaged in a toothing of shape complementary to a upstream end of the LP turbine shaft. A nut 44 and a locking ring 46 may be mounted on this end of the LP turbine shaft to complete the assembly and prevent unintentional disassembly of the sections 20a, 20b.
L’extrémité aval du tronçon 20b est engagée axialement dans l’extrémité amont du tronçon 20c et comprend à sa périphérie des moyens d’étanchéité 50 destinés à coopérer avec ce tronçon 20c (figures 6 et 7b). Ces moyens d’étanchéité 50 sont ici formés par un joint torique logé dans une gorge annulaire débouchant radialement vers l’extérieur de l’extrémité aval du tronçon 20b.The downstream end of the section 20b is engaged axially in the upstream end of the section 20c and comprises at its periphery sealing means 50 intended to cooperate with this section 20c (FIGS. 6 and 7b). These sealing means 50 are here formed by an O-ring housed in an annular groove opening radially outwardly of the downstream end of the section 20b.
Enfin, le tronçon aval 20c est configuré pour être solidarisé à l’arbre de turbine BP et comprend également des moyens d’étanchéité 52 destinés à coopérer avec l’arbre de turbine BP ou un élément tubulaire 53 monté dans le prolongement axial aval de cet arbre (figures 8 et 9). Les moyens d’étanchéité 52 sont ici du type à labyrinthe et comprennent des léchettes annulaires externes formées en saillie sur l’extrémité aval du tronçon 20c.Finally, the downstream section 20c is configured to be secured to the LP turbine shaft and also comprises sealing means 52 intended to cooperate with the LP turbine shaft or a tubular element 53 mounted in the downstream axial extension thereof. tree (Figures 8 and 9). The sealing means 52 are here of the labyrinth type and comprise external annular wipers formed projecting on the downstream end of the section 20c.
Le tronçon aval 20c peut être monté par l’arrière du moteur. Le tronçon aval 20c, selon sa longueur, peut comprendre un ou plusieurs moyens d’appui radial sur la surface interne de l’arbre de turbine BP 4. Ces moyens d’appui comprennent des collerettes annulaires externes 54 s’étendant radialement vers l’extérieur depuis le tronçon 20c et prenant appui par leur périphérie, éventuellement par un joint d’étanchéité ou amortisseur, sur la surface interne de l’arbre de turbine BP 4.The downstream section 20c can be mounted from the rear of the engine. The downstream section 20c, according to its length, may comprise one or more radial support means on the inner surface of the LP turbine shaft 4. These bearing means comprise external annular flanges 54 extending radially towards the outside from the section 20c and supported by their periphery, possibly by a seal or damper, on the inner surface of the LP turbine shaft 4.
Le tronçon aval 20c est fixé par son extrémité aval à l’arbre de turbine BP 4. Dans l’exemple représenté, il porte à son extrémité aval une paroi tubulaire 56 qui s’étend à l’intérieur de l’arbre de turbine BP 4, à faible distance radiale de celle-ci. Cette paroi 56 comprend des moyens 58 de solidarisation en rotation ainsi qu’en translation destinés à coopérer avec l’arbre de turbine BP. Ces moyens 58 comprennent ici un rebord annulaire radialement externe dont la périphérie externe est crénelée et définie des dents de crabot engagées axialement dans une denture de forme complémentaire d’une extrémité aval de l’arbre de turbine BP. Un écrou 60 et un anneau de verrouillage 62 peuvent être montés sur cette extrémité de l’arbre de turbine BP pour compléter l’ensemble et éviter un démontage involontaire du tronçon 20c.The downstream section 20c is fixed by its downstream end to the LP turbine shaft 4. In the example shown, it carries at its downstream end a tubular wall 56 which extends inside the LP turbine shaft. 4, at a short radial distance therefrom. This wall 56 comprises means 58 for securing in rotation as well as in translation intended to cooperate with the LP turbine shaft. These means 58 here comprise a radially outer annular flange whose outer periphery is crenelated and defined claw teeth axially engaged in a toothing complementary shape of a downstream end of the LP turbine shaft. A nut 60 and a locking ring 62 can be mounted on this end of the LP turbine shaft to complete the assembly and prevent unintentional disassembly of the section 20c.
L’arbre de turbine 4 comprend, sensiblement autour des moyens d’étanchéité 40, une rangée annulaire d’orifices axiaux 63 de passage d’air, depuis l’aval jusqu’à l’amont, pour alimenter une première cavité annulaire L1 délimitée d’une part par le tube 20 et d’autre part par les arbres 4, 8. L’air contenu dans cette cavité L1 traverse ensuite les orifices 32 et pénètre dans une cavité annulaire de pressurisation L2. Les moyens d’étanchéité 22 sont ici situés entre la cavité L2 et l’enceinte de lubrification E1 et les moyens d’étanchéité 31 sont situés entre la cavité L2 et la cavité R du déshuileur. La cavité L2 s’étend ici autour de la paroi 25.The turbine shaft 4 comprises, substantially around the sealing means 40, an annular row of axial orifices 63 of air passage, from the downstream to the upstream, to feed a first annular cavity L1 delimited on the one hand by the tube 20 and on the other by the shafts 4, 8. The air contained in this cavity L1 then passes through the orifices 32 and enters an annular pressurizing cavity L2. The sealing means 22 are here located between the cavity L2 and the lubrication chamber E1 and the sealing means 31 are located between the cavity L2 and the cavity R of the de-oiler. The cavity L2 here extends around the wall 25.
Le fonctionnement du tube de dégazage 20 selon l’invention va maintenant être décrit. Comme évoqué dans ce qui précède, de l’air déshuilé pénètre dans la cavité R à travers le système de déshuilage de l’enceinte amont E1 (flèche 18). Cet air huilé est accéléré à mesure qu’il se rapproche de l’axe de rotation de la turbomachine et est en outre chassé à travers la cartouche filtrante 30 (flèche 70). Le filtre de la cartouche retient les gouttes d’huile qui sont centrifugées et acheminées radialement vers l’extérieur jusqu’à passer à travers les perforations de l’enveloppe et à être projetées sur la surface radialement interne du tronçon amont 20a (flèche 71).The operation of the degassing tube 20 according to the invention will now be described. As mentioned above, de-oiled air enters the cavity R through the de-oiling system of the upstream chamber E1 (arrow 18). This oiled air is accelerated as it approaches the axis of rotation of the turbomachine and is further driven through the filter cartridge 30 (arrow 70). The filter of the cartridge retains the oil drops which are centrifuged and radially outwardly passed through the perforations of the envelope and projected onto the radially inner surface of the upstream section 20a (arrow 71). .
La calibration du débit d’air huilé se fait en amont dans la partie vortex libre du système de déshuilage, en particulier par les jeux des étanchéités. La cartouche filtrante 30 sert pour piéger les gouttes d’huiles supplémentaires, il est préférable d’assurer assez de section pour ne pas faire trop de perte de charge tout en gardant des mailles du filtre assez fines pour capter le plus possible d’huileThe calibration of the oiled air flow is done upstream in the free vortex part of the deoiling system, in particular by the sealing gaps. The filter cartridge 30 serves to trap the additional oil drops, it is preferable to ensure enough section not to do too much pressure drop while keeping filter mesh fine enough to capture as much oil as possible
Ce type de filtre est nouveau dans une turbomachine, il est préférentiellement composé d’un treillis développé calibré ou d’une feuille multi-perforé calibré assez fin dans tout matériau métallique classique supportant une température jusqu’à 200 °C pour proposer une forte surface d’accroche de sorte à ce que la plupart des gouttes d’huile le traversant s’y accrochent et soient ensuite centrifugées sur le tronçon amont 20a où la pente aménagée permet à l’huile de revenir vers l’amont et jusque dans I enceinte E1 (flèches 71, 19). La définition de la maille est par exemple comprise entre 5 et 25 microns.This type of filter is new in a turbomachine, it is preferably composed of a calibrated developed mesh or a multi-perforated sheet calibrated fairly thin in any conventional metallic material with a temperature up to 200 ° C to provide a strong surface and most of the drops of oil passing through it stick to it and are then centrifuged on the upstream section 20a where the fitted slope allows the oil to return upstream and into the enclosure E1 (arrows 71, 19). The definition of the mesh is for example between 5 and 25 microns.
A travers le filtre, l’air huilé arrive au milieu. Le chemin droit étant bouché par le dôme 30c l’enveloppe, il est obligé de traverser les parois tournantes du filtre. Les gouttes d’huile, du fait de leur viscosité vont se coller au filtre (sorte de grillage).Through the filter, the oiled air arrives in the middle. The right path being plugged by the dome 30c envelope, it is forced to cross the rotating walls of the filter. The drops of oil, because of their viscosity will stick to the filter (kind of roasting).
L’air va ainsi continuer son chemin le long du tube après avoir contourné cet obstacle. La grille va se charger de plus en plus d’huile. Comme elle tourne, dès que la quantité d’huile est suffisante elle sera centrifugée contre le tronçon amont 20a. Ce dernier tourne également et la pente aménagée permet à l’huile de revenir vers la cavité R en passant à travers les orifices 38 de la bride de la cartouche filtrante 30, puis vers l’enceinte E1 (flèches 71, 19).The air will continue its way along the tube after bypassing this obstacle. The grid will load more and more oil. As it turns, as soon as the amount of oil is sufficient it will be centrifuged against the upstream section 20a. The latter also rotates and the fitted slope allows the oil to return to the cavity R by passing through the orifices 38 of the flange of the filter cartridge 30, then to the enclosure E1 (arrows 71, 19).
L’air qui traverse le filtre est acheminé également radialement vers l’extérieur jusque dans l’espace 38 où il est ensuite acheminé vers l’aval 5 jusqu’en aval de la cartouche 30 puis à travers les tronçons 20b, 20c du tube, jusqu’à être éjecté à l’atmosphère à l’extrémité aval de la turbomachine.The air passing through the filter is also radially outwardly into the space 38 where it is then conveyed downstream to the downstream end of the cartridge 30 and then through the pipe sections 20b and 20c. until it is ejected to the atmosphere at the downstream end of the turbomachine.
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